3 закона ньютона определения кратко: формула и определение / Блог / Справочник :: Бингоскул

Три закона ⚠️ Ньютона кратко и понятно с формулами и определениями

DПервый закон Ньютона

Первым, кто начал работу над законами инерции, был итальянский ученый Галилео Галилей. Он провел опыт, в процессе которого пускал по разным поверхностям в наклонной плоскости шарик. В результате он выяснил, что шарик, скатывающийся в песчаную поверхность, быстро останавливается; шарик, который скатывается по тканевой поверхности, катится намного дольше; а шарик, который скатывается по стеклу, катится дольше всего. Этот опыт позволил сформулировать простое определение понятию «инерция».

Определение 1

По Галилео Галилею инерция — «неистребимо запечатленное движение». Закон инерции во времена Галилея гласил: «при отсутствии внешних сил тело либо покоится, либо движется равномерно».

Определение 2

Инерция — возможность тел сохранять скорость по величине, по направлению, если на тело ничто не воздействует.

Правило 1

Важно понять, что первый закон Ньютона основан на явлении инерции. Сформулируем трактовку этого закона: бывают такие системы отчета, которые называются инерциальными, в которых тела совершают равномерное и прямолинейное движение, при условии, что на них не воздействуют никакие силы, а воздействие других сил скомпенсировано.

Если говорить простым языком, смысл первого закона Ньютона в следующем: представьте фигуристку, которая скользит по льду; она скользит по абсолютно ровному льду, а если пренебречь силами трения, сопротивления воздуха и другими, то окажется, что фигуристка будет катиться по льду с одной скоростью бесконечно долго.

Формула 1

Второй закон Ньютона

Представим снова фигуристку, которая катится по абсолютно ровному льду, но приложим к ней силу. В этом случае фигуристка будет катиться, но в итоге все равно остановится. Логично, что скорость фигуристки изменится.

Сформулируем второй закон Ньютона:

 Правило 2

Ускорение тела в инерциальных системах отсчета прямо пропорционально приложенной к нему силу и обратно пропорционально массе.

Определение 2

Масса тела — такая физическая величина, которая определяет свойства инерции и гравитации. Чем больше масса тела, тем большую силу к нему нужно приложить, чтобы придать ему ускорение.

Формула 2

Третий закон Ньютона

Третий закон Ньютона в физике описывает взаимодействие тел. Если кратко, то можно представить закон Ньютона как фразу «на каждое действие найдется противодействие». 

Представим, что ребенок тянет канат с другим ребенком. Ясно, что на оба тела воздействуют одинаковые силы.

Сформулируем третий закон Ньютона:

Правило 3

Два тела воздействуют друг на друга с силами, которые противоположны по направлению, но равны по модулю.

Формула 3

Примеры задачи на законы Ньютона

Какие формулы нужны для решения задач на законы Ньютона?

Формула 4Задача 1

Дано: на тело с массой 500 грамм воздействует сила 0,2 H. Каково ускорение?

Используем формулу:

Задача 2

Mr Wnuk PE – Законы Ньютона

Чтобы произвести спортивное движение, наши тела должны иметь дело и использовать ряд сил, которые работают по-разному и часто противоречат друг другу. Элитные спортсмены способны манипулировать этими силами в своих интересах, и понимание физики движения представляет первостепенный интерес для спортивных ученых и спортивных тренеров. Три закона Ньютона используются спортивными учеными для объяснения того, как спортсмен может точно и не очень точно контролировать свои движения.

Закон инерции

«Тело останется в покое или в постоянном равномерном движении, если на него не действует сила»

Первый закон Ньютона состоит из двух компонентов. Во-первых, неподвижный объект не будет двигаться, если к нему не приложена сила. Во-вторых, движущийся объект будет двигаться в том же направлении и с той же скоростью, если на него не действует сила.

Есть несколько соображений, которые необходимо учитывать при применении этого закона к спорту. Мы можем увидеть это, если посмотрим на некоторые удары игрока в гольф. Когда игрок в гольф помещает свой мяч на площадку-ти на первой лунке, мяч остается (в состоянии покоя) на площадке-ти до тех пор, пока игрок в гольф не ударит клюшкой по мячу (применив силу). Если бы по мячу ударили в космосе (где нет гравитации), он бы продолжал двигаться с той же скоростью и в том же направлении вечно… конечно, до тех пор, пока на его пути не встанет метеор, спутник или планета! На земле мяч будет двигаться, но сопротивление воздуха и гравитация (сила!) будут действовать на мяч, препятствуя его равномерному движению. Действительно, если вы плохой игрок в гольф, то дерево, куст, забор или другая опасность могут помешать мячу лететь в постоянном равномерном движении! Если мяч попал высоко над деревом, он замедлится в верхней части полета, но ускорится, когда вернется к лужайке.

Еще одно соображение для первого закона Ньютона касается силы, необходимой для перемещения объекта. Инерция определяется как «нежелание объекта изменить свое состояние движения». Чем больше масса объекта, тем больше его инерция, поскольку они имеют большую тенденцию сопротивляться изменениям в движении. Очевидно, что вы двигаете футбольный мяч, прикладывая небольшое усилие, когда толкаете его или пинаете, однако, если вы попытаетесь толкнуть или потянуть грузовик, как это делается в World’s Strongest Man , вы не сможете приложить достаточную силу для перемещения. это. Это одна из причин, по которой борцы сумо очень эндоморфны; у них много жира, поэтому их труднее вытолкнуть с ринга. Термин «импульс» применяется к движущимся объектам и относится к силе, необходимой для остановки или изменения направления движения. Объекты с большей массой или те, которые движутся быстрее, труднее изменить направление или остановиться. Вот почему игроки в регби пытаются увеличить свою мышечную массу, если их считают «легковесными», так как это затруднит их остановку. Представьте, что вы пытаетесь остановить футбольный мяч или грузовик, если они оба катятся с холма со скоростью 30 км/ч ^-1 .

Импульс – относится к массе объекта, умноженной на его скорость. Если 5-килограммовый набивной мяч катится по полу с той же скоростью, что и 2-килограммовый, то более тяжелый из двух будет иметь больший импульс из-за большей массы. Однако более легкий мяч мог бы иметь такой же импульс (и для его остановки потребовалась бы такая же сила), если бы его бросили сильнее, поэтому он имел бы большую скорость.

Закон ускорения

«Скорость изменения импульса (или ускорения) объекта прямо пропорциональна приложенной к нему силе и в том же направлении, что и ее приложение».

Второй закон Ньютона (закон ускорения) гласит, что скорость изменения ускорения тела или объекта зависит от величины приложенной силы. Эта сила также задает направление движения объекта. Чем больше приложенная сила, тем больше достигается ускорение, а это означает, что больший вес может поднять спортсмен или большее вертикальное ускорение достигается при отталкивании для прыжка в высоту.

Если мы посмотрим на теннисиста, выполнившего несколько успешных размашистых и залповых бросков в сетку, мы сможем увидеть второй закон Ньютона в действии. Сомнительно, чтобы какой-либо из этих кадров был идентичным. Когда элитные игроки наносят решающий удар, они могут ударить по мячу с такой силой, что он отскакивает от поля соперника, а затем отскакивает над его головой. Тем не менее, залп будет деликатно направлен в угол площадки противника, двигаясь с меньшей скоростью, поэтому они не смогут достичь его, пока он не отскочит дважды. Ускорение мяча будет зависеть от силы, с которой игрок ударит по мячу, поэтому, чтобы ударить по мячу с большим ускорением, игрок будет быстрее раскачивать ракетку. Чтобы изменить направление мяча, игрок вступает с ним в контакт, чтобы он двигался в нужном направлении; удар по мячу ближе к его вершине означает, что он отскочит близко к сетке.

Закон противодействия

«На каждое действие есть равное и противоположное противодействие».

3-й закон Ньютона (реакции) гласит, что на каждую силу существует равная и противоположно направленная сила противодействия, а это означает, что, когда дайвер вдавливается в платформу для прыжков в воду, доска будет оказывать равную и противоположную силу обратно на дайвера.

Когда мы смотрим на результаты вертикального прыжка или сержантского прыжкового теста, мы видим, что элитные спринтеры и прыгуны в высоту могут прыгать в воздух более чем на 80 см, в то время как среднему студенту физкультуры уровня А повезет достичь более 40 см. Чтобы объяснить различия в результатах, нам нужно применить второй и третий законы Ньютона. Мы видели, как ускорение объекта связано с величиной силы, прилагаемой мышцами ног (второй закон Ньютона). Третий закон Ньютона также является фактором, потому что, когда мышцы сокращаются, они передают силу на землю (известную как силы реакции земли [GRF]). Поскольку земля имеет большую инерцию, чем перемычка, она не двигается. Однако от земли к человеку прикладывается равная и противоположная сила, так что он поднимается в воздух (вертикальная составляющая). Чем больше приложенная сила, тем больше сила, приложенная землей (третий закон Ньютона), а это означает, что чем быстрее будет ускоряться прыгун, тем дальше он пролетит (второй закон Ньютона). При выполнении прыжка в длину с места применяются те же принципы, но на этот раз сила, которую прикладывает прыгун, направлена ​​в другом направлении, поэтому он движется вперед, а также вверх. Человек оторвется от земли, если сила, приложенная к земле, больше силы гравитации. Таким образом, в примере с вертикальным прыжком способность человека прикладывать силы к земле за счет сил, прилагаемых за счет мышечного сокращения, будет влиять на то, как высоко он прыгает.

В случае спринтера на 100 м силы, прикладываемые к земле, должны быть другими, поскольку маловероятно, что он выиграет гонку, если подпрыгнет прямо в воздух после звука стартового пистолета. Спринтеру нужно двигаться к финишу, чтобы большая часть сил была приложена в противоположном направлении. Это делается для того, чтобы земля или блоки могли оказывать противоположную силу, толкая спринтера вперед. В начале гонки спринтер прикладывал положительную «чистую силу» к земле, чтобы преодолеть инерцию, покинуть блоки и перейти в требуемый режим бега.

3 закона Ньютона, с велосипедом – Джошуа Мэнли

У вас отключен JavaScript
Для оптимальной работы включите JavaScript. Вот как

Перейти к основному содержанию Поиск

Зарегистрируйтесь или войдите

Хотите ежедневно получать по электронной почте планы уроков, охватывающие все предметы и возрастные группы?

Узнать больше

Давай начнем…

Почему трудно крутить педали на велосипеде весом 10 000 фунтов? Это простое объяснение показывает, как 3 закона движения Ньютона помогают вам управлять велосипедом.

Дополнительные ресурсы для изучения

Управление библиотекой

Делиться:

Настройте этот урок

Создайте и поделитесь новым уроком на основе этого.

Об анимации TED-Ed

В анимациях TED-Ed слова и идеи педагогов воплощены в жизнь профессиональными аниматорами. Вы педагог или аниматор, заинтересованный в создании анимации TED-Ed? Назовите себя здесь »

Познакомьтесь с создателями

• Режиссер Кэнди Кугель
• Педагог Джошуа Мэнли
• Продюсер Мэрилин Кремер
• Аниматор Рик Броас
• Рассказчик Джошуа Мэнли

Другие работы до и после Эйнштейна

04:59 Наука и технологии

Продолжительность урока 04:59

Управление библиотекой

288 453 просмотра

05:36 Наука и технологии

Продолжительность урока 05:36

Управление библиотекой

4 300 362 представления

04:26 Наука и технологии

Продолжительность урока 04:26

Управление библиотекой

1 421 174 просмотра

05:03 Физические науки

Продолжительность урока 05:03

Управление библиотекой

599 999 просмотров

Модальный вход

Нажмите «Зарегистрироваться», если вам нужно создать бесплатную учетную запись TED-Ed.